从技术角度浅析台积电为什么能赚走全球芯片代工业利润的60%+？台积电本周公布了其2020年Q2营收数据，其中提到将断供华为的事已经引发了很多的讨论，就不做过多赘述。
这里单从技术角度聊聊台积电的Q2财报里毛利率及其背后的一些相关背景，为什么他们会这么赚钱。

最后会简单提下被一些舆论过度“神话和吹嘘”的7nm及5nm制程。

半导体行业里的毛利率情况
毛利率=（营业收入-营业成本）/营业收入*100%

它是衡量企业盈利能力和成本控制能力的重要指标，由于半导体代工行业处于半导体产业链的中游，设备，厂房等重资产的投资和运营成本高昂，所以普遍毛利率不足30%，远远低于处于上游的设计/IP公司。（当然下游的封装行业更低，龙头日月光的毛利率不足20%，其实这也符合重资产制造业的特点。）

比如2019财年，台联电(UMC)的毛利率仅为14.9%，中芯国际的毛利率为20%多一点，华虹为30%左右，然而台积电却是一个例外，整体毛利率达到了53% 。 这个数值应该是一个位居产业链上游，无晶圆厂设计公司（Fabless）的入门数据。

为啥会有这种差距呢？先看下面几张表：
台积电制程/营收占比
台积电制程/营收占比
中芯国际制程/营收比
台积电的先进制程（28nm以下）营收占比69%，其中，16nm以下制程占了54%，7nm更是达到36%；

而中芯国际的28nm以下制程占比仅仅4.32%，其营收主力依然是0.18um,占了38.55%。

台积电垄断了全球16nm以下制程80%以上份额，这就是他们毛利率如此之高的主要原因所在：他们有先进制程的定价权。

定价权决定了毛利率，对于半导体行业来说，其定价权与制程的先进与否是直接挂钩的，越是先进制程，资金及技术壁垒越高，玩家越少，越是庄家说了算。

与此同时，业界对于7nm的需求极其旺盛，台积电的超大晶圆厂几乎都是满载运行，利用率极高，7nm量产计划去年底爆出已经排到了2021年。

虽然三星也能做7nm，但客户只围着台积电转，倒不是三星技术不行，而是三星的产能太低：2019年，台积电的7nm月产能为10万片~11万片/月，而三星仅仅1万片/月，足足是三星的十倍。而5nm的计划产能，二者的差距也几乎是十倍。三星的模式其实是IDM，代工感觉仅仅是为了联盟出力罢了，三星的7nm客户主要是自己还有高通，IBM，非常的固定，加上产能本来就不高，其他的厂家基本拿不到产能。而台积则是一大串高端客户：苹果，高通，海思，博通，AMD,Nvidia,赛灵思。。。

所以，7nm代工领域，也可以说只有台积电一家是正儿八经搞代工的，寡头“垄断”格局就这么形成了。

台积电的毛利率表现，是非常典型的龙头先发并一统江湖的体现，这种情况其他行业也有，但半导体制造行业这类以高资金及高技术壁垒为特征的行业尤为明显。

打了鸡血的设备折旧速度
半导体制造有个不同于其他行业的特点，那就是本来就昂贵的半导体设备的折旧速度特别快。

而半导体设备领域也是寡头，特别是最先进的制造设备，从光刻机到刻蚀机，离子注入机等等关键设备的供应商也就ASML,
 美国应用材料，Lam 
Research，东京电子寥寥数家，早买后买的购置成本基本是一样的，这是卖方市场，不是菜市场，没有跳楼大甩卖，只有爱买不买。
半导体制造成本分布
所以在半导体制造的成本里，设备的折旧费用通常都要占到45%以上，整个周期特别是前五年的折旧速度非常快，而这正好也是制程的投产初期，所以投产初期也是设备折旧高峰期，也可以称其为烧钱期，比如你掏200亿美元投的5nm生产线，啥都不干，五年后的价值估计100亿美元不到，更要命的是设备的安装调试至少都要大半年甚至一年。后期产能利用率越高，折旧还会进一步加速。

这也是工艺厂都是除了检修保养期外，都是24小时运转的原因，如果遭遇火灾事故，和要他命没啥区别，远的不说，我们国家的上海贝岭当年就这么瘫的，导致其后来直接卖掉了制造厂，从IDM转型为了Fabless（无晶圆设计公司）。

而投产初期的良率是非常低的（也就是一块晶圆里合格芯片/总芯片的比例），比如5%良率，就是说100颗芯片里，只有5颗是合格的，其余95颗都只能报废，这个钱也是巨大的成本。

所以代工厂在很长一段时间里要承受高设备折旧率以及过低良率所带来的巨大成本压力。

折旧率这个没法控制，代工厂只能在良率上做文章，所以项目初期的良率提升速度非常关键，这个区间和其他生产性行业一样叫做爬坡（ramp up），可见其艰难。

良率的提升，并不是被时间推上去的，而是随制造技术和经验的积累一起爬升的，比如刚开始良率只有百分之几（别觉得低，我还听过1%不到的），然后30%~40%，最后达到90%以上，这是一个艰难爬坡的过程，良率统计，分析及改进是工程范畴，也就是得依托需要大量的，不同种类的真实投片后的数据反馈。而为了吸引更多类型（特别是大规模混合信号SOC）客户的投片，代工厂只能不断的以价换量，还要加入大量的MPW（类似于多家设计公司拼团平摊费用）吸引客户，否则不仅盼不来扭亏为盈，反而会让过往的努力直接沉没掉。

有些工艺厂良率卡在70%以下七八年都是有可能的。（由于各家工艺厂的良率其实都是保密数字，所以以上都是来自一些机构的行业调研数据，不代表具体厂家。）

所以，你必须比竞争对手先起步，并更快的奔向山峰顶点，哪怕仅仅领先几步，你就会拥有定价权甚至是垄断地位。

有了定价权和技术垄断就好办了，可以通过定价将设备折旧，低良率损失在内的巨额且不可避免的成本支出都充分考虑进去，换句话说可以把爬坡阶段低良率里的不良部分还有设备折旧让客户来承担，而让自己保持高毛利率及利润率。

而没有定价权的就惨了，基本只有含泪忍受折旧高峰期之痛，以价换量，各种优惠活动，甚至频繁的搞低价团购，但也不是办法，很多后发的制造厂会紧紧抱住老工艺，不是他们长情，而是确实没办法，对他们而言，在先进工艺领域持续烧钱的情况下，老工艺是真正会下蛋的母鸡啊。

先进技术的先发以及后期良率的爬坡速度直接决定了各家利润的悬殊差距，领跑者将会拿走绝大部分的利润。

现金流，是支撑其高额资本开支的关键因素，看看台积电这的现金流：

龙头降价
你以为这就完了？ 不，更为万恶的还在后面：

经过一段时间的爬坡，龙头的良率提升到了80%或90%以上，也就是基本爬上了山峰的顶点以后，这时候它的良率损失占比就不大了，但有些后来的或技术卡壳的还在烧钱爬坡啊。

这个时候，龙头要让利降价了，作为客户你怎么选？ 价位差不了太多的情况下，你是选高良率还是低良率的？

答案显而易见，那么这逼得本来就价格定得相对较低的后来者也得进一步降价，什么设备折旧，低良率里的不良部分统统只能由自己承担，这对于后来者市场屠杀，要想维持基本只能不断烧钱。

这显然是不可持续的，特别是从16nm/14nm开始，需要用到finfet结构，以及多重曝光技术，工艺及制程整合难度进一步提高，这使得良率进一步降低，提升也更加的困难，从14nm到10nm，
 
很多关键技术都需要逐步积累，10nm更是前往7nm的必经试炼场，需要积累很多关键技术，特别是多重曝光里的四重曝光技术，有时候钱都不知道怎么烧掉的。

所以越来越多的代工厂巨头纷纷停下了往7nm迈去的步伐，退出了动辄数百亿美元投入的7nm/5nm工艺的研发。
45nm以下玩家列表
没办法，这就是现实，技术才是唯一硬道理，要想后发制人，只能埋头烧钱，但更加让人“气愤与绝望”的是龙头在研发上比你还努力，烧的钱比你烧得还多。

看看台积电的研发投入：
2019年代工行业营收数据
2019年，全球半导体代工行业的营收是547亿美元，而台积电拿走了346亿美元，研发投入比8.5%，也就是29亿美元；而中芯国际全年营收也就31亿美元，尽管中芯国际已经非常努力的拿出了22.1%出来做研发，也只有6.8亿美元。

这牌不好跟啊。

最后
对于台积电这种技术和资金体量及先发优势，我们是不是就完全没有机会了，可以直接退出了？

并非如此! 台积电在先进工艺上再怎么一统江湖，在这个数百亿美元级的半导体代工里也不过占了63%的市场，而整个芯片市场那是一个五千亿美元级的市场。着什么急呢？

我们首先不能过度的神话7nm/5nm，芯片市场从品类上看是极其庞大的，最先进也最昂贵的工艺除了对高效能运算，AI等应用场景的芯片具有很高的性价比外，对于其他应用其实性价比并不高，比如存储芯片，无线蓝牙，WIFI,物联网芯片等射频芯片，MCU控制芯片,
 
各种传感器芯片，功率器件等模拟芯片等等，28nm，55nm，0.13um甚至是0.35um就能获得足够好的性能了，根本没必要以更高的价钱和风险成本移植到动辄要花数亿美元设计成本的7nm,5nm上面去，何况模拟射频芯片在14nm以下，搞不好反而会让性能更差。

一百块就能解决的事情，为什么要花一万块去做呢？
各制程的主要产品应用分布
先进工艺因为其先发优势具备定价权，可以获得丰厚利润，但并不表示其他制程就没有利润，只是相对小一点罢了。

现在一些舆论已经有点偏了！

所以没必要那么浮躁，有多少钱和多少技术底子咱就办多少的事。

能用钱解决的问题都不是问题，我们不缺钱，真正缺的是技术的积累，而技术的积累不是朝夕之事，每个制程节点都有它的技术节点，你要站上7nm,5nm的赛道，前面有一个连续且必须的积累过程，比如对于22nm~10nm会遇到的：双重曝光，三重曝光，四重曝光技术，对它们的掌握，是突破7nm乃至后面5nm的关键。

搞科技不是说什么积累都没有，只要几万亿资金和口号到位，分分钟就能跨过一切技术壁垒的，这么搞，只能让房价更高。投资人的钱，国家的钱都不是大风刮来的，除非有些鼓吹者是醉翁之意不在酒。

财报里还有个技术平台应用的趋势介绍，和 #台积电宣布断供华为# 的事有些关联，我前两天在微头条有简单分析，可以点击我的主页查看。

#日本邀请台积电建厂#
 
最新消息，日本邀请台积电建厂，台积电真是香饽饽啊，堪比马斯克。不过台积电对于技术外迁一直很谨慎，比如美国软磨硬泡二十年，硬招也使过不少，结果台积电只美国本土建了个8寸厂，做的还是350nm级的东西。前阵终于有了一座还没破土的5nm厂，不过啥时候能运转，还遥遥无期。

不知道台积电会不会吃日本软的这套——盛情相邀。不过日本有几座现成的产能不足的图像传感器（CIS）厂子，貌似一直没找到下家，倒是可以收来补足传感器的产品线，完善汽车电子代工平台也挺不错的。